荧光灯的安装及功率因数的提高

实验一荧光灯的安装及功率因数的提升
一、实验目的
1、认识荧光灯的工作原理，学习荧光灯的安装方法。

2、掌握提升功率因数的方法，理解提升功率因数的意义。

3、熟习沟通仪表的使用方法。

二、实验设施和
器械
荧光灯灯管1支
镇流器1个
起辉器1个
灯管支座2个
直流稳压电源0～30V
万用表MF-500型
电流表0～5A
功率表1只
三、实验原理与说明
1、荧光灯电路的构成
电路由荧光灯管、镇流器、起辉器构成，原理电路图如实训图1-1所示。

（1）荧光灯管
荧光灯管是一支修长的玻璃管，其内壁涂有一层荧光粉薄膜，在荧光灯管的两头装有钨丝，钨丝上涂有受热后易发射电子的氧化物。

荧光灯管内抽成真空后，充有必定量的惰性气体和少许的汞气（水银蒸气）。

惰性气体有益于日光灯的启动，并延伸灯管的使用寿命；水银蒸气作
为主要的导电资料，在放电时产生紫外线激发日光灯管内壁的荧光粉变换为可见光。

（2）起辉器
起辉器主要由辉光放电管和电容器构成，其内部构造如实训图1-2所示。

此中辉光放电管
内部的倒U形双金属片（动触片）是由两种热膨胀系数不一样的金属片构成；往常状况下，动触片和静触片是分开的；小容量的电容器能够防备起辉器动、静触片断开时产生火花烧坏触片。

（3）镇流器
镇流器是一个带有死心的电感线圈。

它与起辉器配合产生瞬时高电压使荧光灯管导通，激
发荧光粉发光，还能够限制和稳固电路的工作电流。

2、荧光灯的工作原理
如实训图1-1所示，在荧光灯电路接通电源后，电源电压所有加在起辉器两头，进而使辉
光放电管内部的动触片与静触片之间产生辉光放电，辉光放电产生的热量使动触片受热膨胀趋势挺直，与静触片接通。

于是，荧光灯管两头的灯丝、辉光放电管内部的触片、镇流器构成一
个回路。

灯丝因经过电流而发热，进而使灯丝上的氧化物发射电子。

与此同时，辉光放电管内
部的动触片与静触片接通时，触片间电压为零，辉光放电立刻停止，动触片冷却缩短而离开静
触片，致使镇流器中的电流忽然减小为零。

于是，镇流器产生的自感电动势与电源电压串连叠
加于灯管两头，迫使灯管内惰性气体分子电离而产生弧光放电，荧光灯管内温度渐渐高升，水
银蒸气游离，并剧烈地撞击惰性气体分子而放电，同时辐射出不行见的紫外线激发灯管内壁的荧光粉而发出近似荧光的可见光。

荧光灯管发光后，其两头的电压不足以使起辉器辉光放电，
这时，沟通电源、阵流器与荧光灯管串连构成一个电流通路，进而保证荧光灯的正常工作。

3、并联电容提升功率因数
明显，荧光灯电路属于感性负载，其功率因数很低，为了提升荧光灯电路的功率因数，一
般在它的两头并联必定容量的电容器。

四、实验内容与步骤
1、荧光灯电路的安装
（1）布局定位
依据荧光灯电路各部分的尺寸进行合理布局定位，制作荧光灯安装电路板，如实训图1-3
所示。

（2）用万用表检测荧光灯
灯管两头灯丝应有几欧姆的电阻，镇流器电阻约为20～30Ω，起辉器不导通，电容器应
有充电效应。

3）依据实训图1-1所示进行荧光灯电路的安装。

4）接好线路并经老师检查合格后，通电察看荧光灯电路的工作状况。

2、荧光灯电路参数的丈量
1）依据原理电路图，画出接线图如实训图1-4所示，并接线。

2）断开开关S2，闭合电源开S1，用沟通电流表丈量荧光灯电路的电流I；用功率表丈量荧光灯电路的功率P；用沟通电压表分别丈量荧光灯电路电压U BD、灯管两头电压U CD；镇流器电阻R L、镇流器电感L。

3、荧光灯电路功率因数的提升
1）依据实训图1-4所示电路连结实验电路。

2）闭合开关S2，闭合电源开关S1，改变并联电容的数值，分别丈量荧光灯电路总电流
I、荧光灯电路I1、电容电流I2，并计算电路对应的功率因数。

五、注意事项
1、实训过程中一定注意人身安全和设施安全。

荧光灯的安装及功率因数的提高
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用的命令和工
2、注意荧光灯电路的正确接线，镇流器一定与灯管串连。

3、镇流器的功率一定与灯管的功率一致。

4、荧光灯的启动电流较大，启动时用单刀开关将功率表的电流线圈和电流表短路，防备
仪表破坏，操作时注意安全。

5、保证安装质量，注意依据工艺。

六、问题与议论
1、用万用表分别丈量灯管、镇流器两头电压，试剖析两者与总电压之间存在什么关系？
2、实训中起辉器破坏时，怎样点亮荧光灯？
3、若荧光灯电路在正常电压作用下不可以起辉，怎样用万用表找出故障部位？试写出简短
步骤。

4、本实训中并联电容器能否提升了荧光灯功率因数？并联的电容器容量越大，能否功率
因数越高？为何？
七、实验报告要求
1、写出荧光灯的工作原理。

2、绘出荧光灯电路构成图。

3、对丈量数据进行剖析，得出合理的结论。